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活性(xing)炭是(shi)一種經(jing)特殊(shu)處理(li)的炭(tan),將有機原料(果(guo)殼、煤、木材(cai)等(deng))在隔絕(jue)空(kong)氣(qi)的(de)條件下(xia)加熱,以減少非碳(tan)成分(fen)(此過程(cheng)稱(cheng)為(wei)炭化),然後(hou)與氣體反應,表麵(mian)被侵蝕(shi),產生微孔發(fa)達(da)的結(jie)構(gou) (此過程稱為活化)。由於活化的過(guo)程是一個(ge)微(wei)觀(guan)過程,即大(da)量(liang)的分子碳化物表(biao)麵侵(qin)蝕是點(dian)狀侵蝕 ,所以造成了(le)活(huo)性炭表麵具(ju)有無數(shu)細小孔(kong)隙。活性炭表麵的微孔直(zhi)徑(jing)大多在(zai)2~50nm之間(jian),即使(shi)是少量的活性炭,也(ye)有巨(ju)大的表麵積(ji),每(mei)克活性炭的表麵積為500~1500m2,活性炭的一切應(ying)用,幾(ji)乎(hu)都基(ji)於活性炭的這(zhe)一特(te)點。
活性炭是由(you)木(mu)質(zhi)、煤質和(he)石油焦(jiao)等含碳的原(yuan)料經熱解、活化加(jia)工製備而成(cheng),具有發達的孔隙結構、較大的比表麵積和豐(feng)富(fu)的表麵化學基團,特異性吸(xi)附能(neng)力較強(qiang)的炭材料的統(tong)稱。
活性炭
通(tong)常(chang)為粉狀(zhuang)或粒(li)狀具有很強吸附(fu)能力的多孔無定形炭。由固態(tai)碳質物(wu)(如煤(mei)、木料、硬果殼(ke)、果核、樹脂(zhi)等)在隔絕空氣條(tiao)件下經600~900℃高溫(wen)炭化,然(ran)後在400~900℃條件下用空氣、二氧(yang)化碳、水(shui)蒸(zheng)氣或三(san)者的混(hun)合(he)氣體進行(xing)氧化活化後獲得(de)。
炭化使碳以(yi)外的物質揮(hui)發,氧化活化可(ke)進一步去掉殘(can)留(liu)的揮發物質,產生(sheng)新的和擴大原有的孔隙,改(gai)善微孔結構,增加活性。低(di)溫(400℃)活化的炭稱L-炭,高溫(900℃)活化的炭稱H-炭。H-炭必須(xu)在惰(duo)性氣氛(fen)中(zhong)冷卻(que),否則(ze)會轉變(bian)為L-炭。活性炭的吸附性能與(yu)氧化活化時氣體(ti)的化學(xue)性質及(ji)其(qi)濃度、活化溫度(du)、活化程度、活性炭中無(wu)機(ji)物組(zu)成及其含(han)量等因(yin)素有關,主要取(qu)決(jue)於活化氣體性質及活化溫度(du)。
活性炭的含炭量、比表麵積、灰分含量及其水懸浮(fu)液的pH值(zhi)皆(jie)隨活化溫度的提(ti)高而(er)增大。活化溫度愈高,殘留的揮發物質揮發愈完(wan)全,微孔結構愈(yu)發達,比(bi)表麵積和吸附活性愈大。
活性炭中的灰(hui)分組成及其含量對炭的吸附活性有很大影(ying)響(xiang)。灰分主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與製取活性炭的原料(liao)有關,而且,隨炭中揮發物的去(qu)除,炭中的灰分含量增大。
截止(zhi)2007年,活性炭年(nian)產量達900kt,其中煤基(質)活性炭占(zhan)總(zong)產量的2/3以上;